2017년 노벨상 시리즈 3탄은 감히 노벨 물리학상입니다. 노벨상 수상 배경 등에 대한 해설 기사가 많은 건 그 만큼 일본은 노벨상에 익숙(?)하다는 이야기겠죠? 부러울 따름입니다.
ノーベル物理学賞「重力波観測」何がスゴいか
노벨 물리학상 ‘중력파 관측’ 무엇이 대단한가
노벨 물리학상 ‘중력파 관측’ 무엇이 대단한가
宇宙誕生の瞬間も見ることができる
우주 탄생의 순간도 볼 수 있다
우주 탄생의 순간도 볼 수 있다
TOYOKEIZAI ONLINE 2017年11月16日
「成功すればノーベル物理学賞は確実」といわれていた重力波の直接検出。いったい何がそんなにすごいのか?(写真:klss / PIXTA)
‘성공하면 노벨 물리학상은 확실’ 이라고 이야기하던 중력파의 직접 검출. 도대체 뭐가 그렇게 대단한 걸까? (사진:klss / PIXTA)
‘성공하면 노벨 물리학상은 확실’ 이라고 이야기하던 중력파의 직접 검출. 도대체 뭐가 그렇게 대단한 걸까? (사진:klss / PIXTA)
2017年のノーベル物理学賞は、「重力波」の観測に成功したアメリカの研究チームが受賞しました。
2017년 노벨 물리학상은 ‘중력파’의 측정에 성공한 미국의 연구팀이 수상했습니다.
2017년 노벨 물리학상은 ‘중력파’의 측정에 성공한 미국의 연구팀이 수상했습니다.
重力波って何? 重力波観測の、何がそんなにスゴいの?
중력파란 게 뭐지? 중력파 측정의 뭐가 그렇게 훌륭한데?
중력파란 게 뭐지? 중력파 측정의 뭐가 그렇게 훌륭한데?
実は、重力波を観測することで、「宇宙誕生の瞬間」も見ることができるようになると言われています。
실은 중력파를 측정함으로써 ‘우주 탄생의 순간’도 볼 수 있을 것 같다고 합니다.
실은 중력파를 측정함으로써 ‘우주 탄생의 순간’도 볼 수 있을 것 같다고 합니다.
そして、今回の受賞者のひとりレイナー・ワイス博士が、インタビューで「日本人研究者の存在なしには、受賞はあり得なかった」と感謝の言葉を述べたのが、東京大学宇宙線研究所教授で、日本の重力波観測施設「KAGRA(かぐら)」を率いる川村静児さん。
그래서, 이번에는 수상자의 한 사람인 레이너 바이스Rainer Weiss* 박사가 인터뷰에서 ‘일본인 연구자의 존재가 없이는 수상은 있을 수 없었다’ 라고 감사의 말을 했습니다만, 토오쿄오 대학 우주선연구소 교수로 일본 중력파 측정 시설 ‘KAGRA(카구라**)’를 이끄는 카와무라 세이지 씨.
* 현재의 국적은 미국이지만 last name을 /wais/가 아닌 /vais/로 읽는 걸 보면, 1932년 독일 태생인 그의 first name은 /reiner/가 아니라 /rainer/가 맞을 듯합니다만…
** KAGRA와 발음이 같은 神楽/kagura/는 신에게 제사를 지낼 때 연주하는 음악 또는 춤을 가리킵니다. 우주 연구와 관련된 시설로서 신비함을 느끼게 하는 멋진 작명이네요. - 옮긴이
그래서, 이번에는 수상자의 한 사람인 레이너 바이스Rainer Weiss* 박사가 인터뷰에서 ‘일본인 연구자의 존재가 없이는 수상은 있을 수 없었다’ 라고 감사의 말을 했습니다만, 토오쿄오 대학 우주선연구소 교수로 일본 중력파 측정 시설 ‘KAGRA(카구라**)’를 이끄는 카와무라 세이지 씨.
* 현재의 국적은 미국이지만 last name을 /wais/가 아닌 /vais/로 읽는 걸 보면, 1932년 독일 태생인 그의 first name은 /reiner/가 아니라 /rainer/가 맞을 듯합니다만…
** KAGRA와 발음이 같은 神楽/kagura/는 신에게 제사를 지낼 때 연주하는 음악 또는 춤을 가리킵니다. 우주 연구와 관련된 시설로서 신비함을 느끼게 하는 멋진 작명이네요. - 옮긴이
川村さんの著書『重力波とは何か――アインシュタインが奏でる宇宙からのメロディー』から、人類永遠の謎に挑む「重力波天文学」のロマンあふれる世界をご紹介します。
카와무라 씨의 저서 ‘중력파란 뭔가 – 아인슈타인이 연주하는 우주로부터의 멜로디’에서 인류 영원의 수수께끼에 도전하는 ‘중력파 천문학’의 로망 넘치는 세계를 소개합니다.
카와무라 씨의 저서 ‘중력파란 뭔가 – 아인슈타인이 연주하는 우주로부터의 멜로디’에서 인류 영원의 수수께끼에 도전하는 ‘중력파 천문학’의 로망 넘치는 세계를 소개합니다.
100年越しのすばらしい発見
100년 넘나드는 훌륭한 발견
100년 넘나드는 훌륭한 발견
2016年年2月11日(現地時間)に、すばらしい大発見が発表されました。新聞も一面に大きな見出しを掲げて報道したので、覚えている人も多いでしょう。
2016년 2월 11일(현지 시간)에 훌륭한 대발견이 발표되었습니다. 신문도 1면에 크게 눈에 띄는 글을 게재해서 보도함으로써 기억하고 있는 사람들도 많을 겁니다.
2016년 2월 11일(현지 시간)에 훌륭한 대발견이 발표되었습니다. 신문도 1면에 크게 눈에 띄는 글을 게재해서 보도함으로써 기억하고 있는 사람들도 많을 겁니다.
米国の研究グループが、「重力波」の直接検出に世界で初めて成功したのです。
미국의 연구 그룹이 ‘중력파’의 직접 검출에 세계에서 처음으로 성공한 것입니다.
미국의 연구 그룹이 ‘중력파’의 직접 검출에 세계에서 처음으로 성공한 것입니다.
この歴史的な偉業を成し遂げたのは、カリフォルニア工科大学とマサチューセッツ工科大学が中心となって建設した「LIGO(ライゴ)」という観測施設でした。正式には「レーザー干渉計重力波観測所(Laser
Interferometer Gravitational-Wave Observatory)」といい、LIGOはその頭文字から取った略称です。
이 역사적인 위업을 성취한 것은 캘리포니아 공과대학과 매사추세츠 공대가 중심이 되어 건설한 ‘LIGO(라이고)’라고 하는 관측 시설입니다. 정식으로는 ‘레이저 간섭계중력파관측소(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory’라고 하며 LIGO는 그 이니셜에서 취한 약칭입니다.
이 역사적인 위업을 성취한 것은 캘리포니아 공과대학과 매사추세츠 공대가 중심이 되어 건설한 ‘LIGO(라이고)’라고 하는 관측 시설입니다. 정식으로는 ‘레이저 간섭계중력파관측소(Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory’라고 하며 LIGO는 그 이니셜에서 취한 약칭입니다.
중력파는 아인슈타인의 최후의 과제
1916년
일반상대성이론으로 존재를 예언 - (100년) → 2016년
중력파가 검출되다
プロジェクトがスタートしたのは、1992年のこと。その前後の7年間、カリフォルニア工科大学に籍を置いていた私も、LIGOに参加して検出器の一部を担当していました。ですから今回の発見は、自分のことのように嬉しく思っています。以前から「成功すればノーベル物理学賞は確実」といわれていた研究ですから、物理学や天文学の関係者たちも手放しで賞賛しました。
프로젝트가 스타트한 것은 1992년의 일. 그 전후 7년간, 캘리포니아 공과대학에 적을 두고 있던 저도 LIGO에 참여해서 검출기의 일부를 담당하고 있었습니다. 그러므로 이번이 발견은 자신의 일처럼 기쁘게 생각하고 있습니다. 이전부터 ‘성공하면 노벨 물리학상은 확실’이라고 이야기되던 연구였기 때문에, 물리학이나 천문학 관계자들도 대놓고 칭찬을 했습니다.
프로젝트가 스타트한 것은 1992년의 일. 그 전후 7년간, 캘리포니아 공과대학에 적을 두고 있던 저도 LIGO에 참여해서 검출기의 일부를 담당하고 있었습니다. 그러므로 이번이 발견은 자신의 일처럼 기쁘게 생각하고 있습니다. 이전부터 ‘성공하면 노벨 물리학상은 확실’이라고 이야기되던 연구였기 때문에, 물리학이나 천문학 관계자들도 대놓고 칭찬을 했습니다.
しかし一般の人々にとって、この発見の意味やインパクトはわかりにくいものだったかもしれません。新聞の見出しの大きさはアポロ11号の月面着陸にも匹敵するものでしたが、いきなり重力波といわれてもピンと来ず、「いったい何がそんなにすごいのか?」と首を傾げた人も多いと思います。
그러나 일반인들에게 있어 이 발견의 의미나 임팩트는 이해하기 어려운 것이었을 지도 모르겠습니다. 신문 표제의 크기는 아폴로11호의 달 착륙에도 필적하는 것이었지만, 갑자기 중력파라고 해도 팍 오질 않고, ‘대체 뭐가 그렇게 훌륭하다는 거냐?’라며 고개를 갸우뚱하는 사람도 많다고 생각합니다.
그러나 일반인들에게 있어 이 발견의 의미나 임팩트는 이해하기 어려운 것이었을 지도 모르겠습니다. 신문 표제의 크기는 아폴로11호의 달 착륙에도 필적하는 것이었지만, 갑자기 중력파라고 해도 팍 오질 않고, ‘대체 뭐가 그렇게 훌륭하다는 거냐?’라며 고개를 갸우뚱하는 사람도 많다고 생각합니다.
重力波の検出を試みているのは米国のLIGOだけではありません。私たちも岐阜県の神岡鉱山に「KAGRA(かぐら)」という重力波検出器を建造し、すでに試験運転を始めていますから、日本人にとっても他人事ではありません。
중력파의 검출을 시도해 본 건 미국의 LIGO만이 아닙니다. 저희들도 기후 현의 카미오카 광산에 ‘KAGRA(카구라)’라는 중력파검출기를 건조하고 이미 시험 운전을 시작하고 있었기 때문에, 일본 사람으로서도 남의 일은 아닙니다.
중력파의 검출을 시도해 본 건 미국의 LIGO만이 아닙니다. 저희들도 기후 현의 카미오카 광산에 ‘KAGRA(카구라)’라는 중력파검출기를 건조하고 이미 시험 운전을 시작하고 있었기 때문에, 일본 사람으로서도 남의 일은 아닙니다.
重力波は、アルベルト・アインシュタインが一般相対性理論によってその存在を予言したものです。論文が発表されたのは、1916年のこと。予言どおりに重力波が直接検出されるまで、ちょうど100年の歳月を要したことになります。
중력파는 알버트 아인슈타인이 일반상대성이론에 따라 그 존재를 예언한 것입니다. 논문이 발표된 것은 1916년의 일. 예언대로 중력파가 직접 검출되기까지 딱 100년의 세월을 요한 것이 됩니다.
중력파는 알버트 아인슈타인이 일반상대성이론에 따라 그 존재를 예언한 것입니다. 논문이 발표된 것은 1916년의 일. 예언대로 중력파가 직접 검출되기까지 딱 100년의 세월을 요한 것이 됩니다.
相対性理論の正しさは、これまでにもさまざまな形で裏付けられてきました。一例を挙げるなら、アインシュタインが「光速に近づくと時間が遅れる」と考えたことは、ご存じの方も多いでしょう。相対性理論の中でもいちばん有名なもので、いまだに「にわかには信じられない」といわれるものですが、この理論はすでに実用化されています。
상대성 이론이 바른 것은 지금까지도 다양한 형태로 뒷받침되어 왔습니다. 일례를 들면, 아인슈타인이 ‘광속에 가까워지면 시간이 늦어진다’고 생각한 것은 아시는 분이 많을 겁니다. 상대성이론 가운데도 가장 유명한 것으로 지금까지도 ‘바로는 믿을 수 없다’고 하는 것입니다만, 그 이론은 이미 실용화되어 있습니다.
상대성 이론이 바른 것은 지금까지도 다양한 형태로 뒷받침되어 왔습니다. 일례를 들면, 아인슈타인이 ‘광속에 가까워지면 시간이 늦어진다’고 생각한 것은 아시는 분이 많을 겁니다. 상대성이론 가운데도 가장 유명한 것으로 지금까지도 ‘바로는 믿을 수 없다’고 하는 것입니다만, 그 이론은 이미 실용화되어 있습니다.
カーナビやスマートフォンの地図アプリなどで誰でもお世話になっているGPSシステムは、相対性理論に基づく計算によって人工衛星の時計を調整しないと時間がズレてしまい、結果的に距離にも狂いが生じます。GPSが正確に作動しているのは、アインシュタインが正しかった証拠にほかなりません。
카 네비게이션이나 스마트폰의 지도 앱 등에서 누구나 덕을 보고 있는 GPS시스템은, 상대성이론에 바탕을 둔 계산에 의해 인공위성의 계산을 조정하지않으면 시간이 늦어져 버려서, 결과적으로는 거리에도 착오가 생겨납니다. GPS가 정확하게 작용하는 것은 아인슈타인이 옳았다는 증거에 다름이 아닙니다.
카 네비게이션이나 스마트폰의 지도 앱 등에서 누구나 덕을 보고 있는 GPS시스템은, 상대성이론에 바탕을 둔 계산에 의해 인공위성의 계산을 조정하지않으면 시간이 늦어져 버려서, 결과적으로는 거리에도 착오가 생겨납니다. GPS가 정확하게 작용하는 것은 아인슈타인이 옳았다는 증거에 다름이 아닙니다.
それ以外にも相対性理論はさまざまな予言をしていますが、最後に残った「宿題」が、重力波の検出でした。それが100年かけて本当に「ある」と証明されたことによって、アインシュタインの理論の正しさがさらに深く裏付けられたことが、今回の発見の第一の意義です。
그 외에도 상대성이론은 다양한 예언을 하고 있습니다만, 마지막에 남은 ‘숙제’가 중력파 검출이었습니다. 그것이 100년이 걸려 정말로 ‘있다’고 증명됨으로써 아인슈타인의 이론이 맞았음이 다시 깊게 뒷받침된 일이 이번 발견 제1의 의의입니다.
그 외에도 상대성이론은 다양한 예언을 하고 있습니다만, 마지막에 남은 ‘숙제’가 중력파 검출이었습니다. 그것이 100년이 걸려 정말로 ‘있다’고 증명됨으로써 아인슈타인의 이론이 맞았음이 다시 깊게 뒷받침된 일이 이번 발견 제1의 의의입니다.
光でなく重力波で宇宙を見る、新しい天文学
빛이 아닌 중력파로 우주를 보다, 새로운 천문학
빛이 아닌 중력파로 우주를 보다, 새로운 천문학
ただし、この発見の意味はそれだけではありません。
그러나, 이 발견의 의미는 그것 만이 아닙니다.
그러나, 이 발견의 의미는 그것 만이 아닙니다.
相対性理論の予言を検証することだけが目的だとすれば、もう重力波の検出実験を続ける必要はないでしょう。しかし、LIGOが引き続き観測を続けているのはもちろん、日本や欧州でも同じような研究が行われています。重力波研究の目的は、「発見」だけではないからです。むしろ、存在が証明された重力波をこれから「使う」ことのほうが大事だともいえるのです。
상대성이론의 예언을 검증하는 것만이 목적이었다고 하면, 이미 중력파 검출 실험을 계속할 필요는 없겠죠. 그러나 LIGO가 이어서 관측을 계속하고 있는 것 물론, 일본이나 유럽에서도 같은 연구가 이루어지고 있습니다. 중력파 연구의 목적은 ‘발견’만이 아니기 때문입니다. 오히려, 존재가 증명된 중력파를 지금부터 ‘사용하는’ 일 쪽이 중요하다고도 할 수 있는 겁니다.
상대성이론의 예언을 검증하는 것만이 목적이었다고 하면, 이미 중력파 검출 실험을 계속할 필요는 없겠죠. 그러나 LIGO가 이어서 관측을 계속하고 있는 것 물론, 일본이나 유럽에서도 같은 연구가 이루어지고 있습니다. 중력파 연구의 목적은 ‘발견’만이 아니기 때문입니다. 오히려, 존재가 증명된 중력파를 지금부터 ‘사용하는’ 일 쪽이 중요하다고도 할 수 있는 겁니다.
そもそもアインシュタインの予言した重力波が存在すること自体は、1970年代に間接的な形では証明されていました。詳しくはのちほど説明しますが、重力波が存在すると考えなければ起こり得ない天体現象が観測されたのです。
원래 아인슈타인이 예언한 중력파가 존재하는 것 자체는 1970년대에 간접적인 형태로 증명되었습니다. 자세한 것은 나중에 설명하겠습니다만, 중력파가 존재한다고 생각하지 않으면 일어날 수 없는 천체 현상이 관측된 것입니다.
원래 아인슈타인이 예언한 중력파가 존재하는 것 자체는 1970년대에 간접적인 형태로 증명되었습니다. 자세한 것은 나중에 설명하겠습니다만, 중력파가 존재한다고 생각하지 않으면 일어날 수 없는 천체 현상이 관측된 것입니다.
でも、「ある」とわかっただけでは、重力波を「使う」ことはできません。それを使って何かをするためには、直接検出する必要があります。
그러나, ‘있다는’ 것을 아는 것 만으로는 중력파를 ‘사용하는’ 일은 불가능합니다. 직접 검출해야 할 필요가 있습니다.
그러나, ‘있다는’ 것을 아는 것 만으로는 중력파를 ‘사용하는’ 일은 불가능합니다. 직접 검출해야 할 필요가 있습니다.
では、重力波は何に使うことができるのでしょうか。
그러면, 중력파는 어디에 사용할 수 있는 걸까요?
그러면, 중력파는 어디에 사용할 수 있는 걸까요?
およそ400年前にガリレオ・ガリレイ(1564〜1642)が初めて空に望遠鏡を向けて以来、天文学の世界では、これまでさまざまな「電磁波(光)」を使って宇宙を観測してきました。
약 400년전에 갈릴레오 갈릴레이(1564~1642)가 처음으로 하늘로 망원경을 향하게 한 이래, 천문학의 세계에는 지금까지 다양한 ‘전자파(빛)’을 사용해서 우주를 관측해 왔습니다.
약 400년전에 갈릴레오 갈릴레이(1564~1642)가 처음으로 하늘로 망원경을 향하게 한 이래, 천문학의 세계에는 지금까지 다양한 ‘전자파(빛)’을 사용해서 우주를 관측해 왔습니다.
電磁波には、波長の違いによって異なる名前がつけられています。光学望遠鏡でキャッチする可視光も、電磁波の一種。可視光だけではとらえられない天体現象もたくさんあるため、さまざまな波長の電磁波を「見る」ことのできる電波望遠鏡、赤外線望遠鏡、X線望遠鏡などがつくられてきました。それぞれの電磁波を使う分野は、「電波天文学」「赤外線天文学」「X線天文学」などと呼ばれます。
전자파에는 파장의 차이에 따라 다른 이름이 붙어 있습니다. 광학망원경으로 캐치하는 가시광선도 전자파의 일종. 가시광선만으로는 잡을 수 없는 천체 현상도 많이 있기 때문에, 다양한 파장의 전자파를 ‘볼’ 수 있는 전파망원경, 적외선망원경, X선망원경 등이 만들어져 왔습니다. 각각의 전자파를 사용하는 분야는 ‘전파천문학, ‘적외선천문학’, ‘X선천문학 등으로 불립니다.
전자파에는 파장의 차이에 따라 다른 이름이 붙어 있습니다. 광학망원경으로 캐치하는 가시광선도 전자파의 일종. 가시광선만으로는 잡을 수 없는 천체 현상도 많이 있기 때문에, 다양한 파장의 전자파를 ‘볼’ 수 있는 전파망원경, 적외선망원경, X선망원경 등이 만들어져 왔습니다. 각각의 전자파를 사용하는 분야는 ‘전파천문학, ‘적외선천문학’, ‘X선천문학 등으로 불립니다.
重力波の使いみちは、その電磁波と同じだと思ってもらえばいいでしょう。宇宙には、電磁波では観測できない天体現象があります。たとえばブラックホールは強い重力によって光も吸い込んでしまうので、電磁波では観測することが困難です。しかしそこから重力波が出ていれば、それをキャッチすることで、電磁波では見えない世界が見える可能性があります。
중력파를 사용하는 길은 그 전자파와 같다고 생각해 주시면 되겠습니다. 우주에는 전자파로는 관측할 수 없는 천체 현상이 있습니다. 예를 들면 블랙홀은 강한 중력으로 인해 빛도 빨려 들어가버리기 때문에 전자파로는 관측하는 것이 곤란합니다. 그러나 거기서 중력파가 나오고 있다면, 그걸 캐치함으로써 전자파로는 볼 수 없는 세계가 보일 가능성이 있습니다.
중력파를 사용하는 길은 그 전자파와 같다고 생각해 주시면 되겠습니다. 우주에는 전자파로는 관측할 수 없는 천체 현상이 있습니다. 예를 들면 블랙홀은 강한 중력으로 인해 빛도 빨려 들어가버리기 때문에 전자파로는 관측하는 것이 곤란합니다. 그러나 거기서 중력파가 나오고 있다면, 그걸 캐치함으로써 전자파로는 볼 수 없는 세계가 보일 가능성이 있습니다.
それこそ、重力波研究の最大の目的にほかなりません。重力波検出器とは、いってみれば「重力波望遠鏡」なのです。その望遠鏡を使って宇宙を観測する「重力波天文学」を始めるために、まずは重力波を直接検出することが必要だったのです。
그거야 말로 중력파 연구의 최대의 목적에 다름 아닙니다. 중력파검출기란 말하자면 ‘중력파망원경’인 겁니다. 그 망원경을 사용해서 우주를 관측하는 ‘중력파천문학’을 시작하기 위해서 우선은 중력파를 직접 검출해야 할 필요가 있었던 겁니다.
그거야 말로 중력파 연구의 최대의 목적에 다름 아닙니다. 중력파검출기란 말하자면 ‘중력파망원경’인 겁니다. 그 망원경을 사용해서 우주를 관측하는 ‘중력파천문학’을 시작하기 위해서 우선은 중력파를 직접 검출해야 할 필요가 있었던 겁니다.
ですからLIGOによる重力波検出は、アインシュタインの正しさを裏付けたと同時に、新しい天文学の幕開けにもなりました。
그러므로 LIGO에 의한 중력파 검출은 아인슈타인이 옳았음을 뒷받침함과 동시에 새로운 천문학의 막을 열게 되었습니다.
그러므로 LIGO에 의한 중력파 검출은 아인슈타인이 옳았음을 뒷받침함과 동시에 새로운 천문학의 막을 열게 되었습니다.
実際、LIGOは重力波を検出することで、それまで見つかっていなかったものを発見しています。「ブラックホール連星」です。これは近接する二つのブラックホールがお互いのまわりをぐるぐると回転する天体現象で、「そういうものがあるだろう」と思われてはいましたが、観測されていませんでした。
실제로, LIGO는 중력파를 검출함으로써 그때까지 볼 수 없었던 것을 발견했습니다. ‘블랙홀 연성’입니다. 이것은 근접하는 두 개의 블랙홀이 서로 주위를 회전하는 천체 현상으로 ‘그런 것이 있을 것이다’ 라고 생각되었습니다만, 관측되지 않았습니다.
실제로, LIGO는 중력파를 검출함으로써 그때까지 볼 수 없었던 것을 발견했습니다. ‘블랙홀 연성’입니다. 이것은 근접하는 두 개의 블랙홀이 서로 주위를 회전하는 천체 현상으로 ‘그런 것이 있을 것이다’ 라고 생각되었습니다만, 관측되지 않았습니다.
LIGOが初めてキャッチした重力波は、そのブラックホール連星の合体によるものと考えられます。したがってLIGOは、重力波とブラックホール連星を同時に「発見」したといっていいでしょう。重力波天文学が始まった瞬間に、その分野で最初の成果を挙げたことになるわけです。
LIGO가 처음으로 캐치한 중력파는 그 블랙홀 연성의 합체에 의한 것으로 생각됩니다. 따라서 LIGO는 중력파와 블랙홀 연성을 동시에 ‘발견’했다고 해도 되겠죠. 중력파천문학이 시작된 순간에 그 분야에서 최초의 성과를 올린 일이 되는 것입니다.
LIGO가 처음으로 캐치한 중력파는 그 블랙홀 연성의 합체에 의한 것으로 생각됩니다. 따라서 LIGO는 중력파와 블랙홀 연성을 동시에 ‘발견’했다고 해도 되겠죠. 중력파천문학이 시작된 순간에 그 분야에서 최초의 성과를 올린 일이 되는 것입니다.
宇宙の「始まり」も見られるようになるはず
우주의 ‘시작’도 볼 수 있게 될 것
우주의 ‘시작’도 볼 수 있게 될 것
重力波天文学は、電磁波を使う従来の天文学とはまったく違う可能性を秘めています。重力波天文学では単に宇宙にある天体を観測するだけではなく、宇宙そのものの「始まり」を見ることができるはずなのです。
중력파천문학은 전자파를 사용하는 종래의 천문학과는 전혀 다른 가능성을 숨기고 있습니다. 중력파천문학에서는 단순히 우주에 있는 천체를 관측하는 것만이 아니라, 우주 그 자체의 ‘시작’을 볼 수 있을 겁니다.
중력파천문학은 전자파를 사용하는 종래의 천문학과는 전혀 다른 가능성을 숨기고 있습니다. 중력파천문학에서는 단순히 우주에 있는 천체를 관측하는 것만이 아니라, 우주 그 자체의 ‘시작’을 볼 수 있을 겁니다.
電磁波も重力波も、出発した瞬間に私たちのところに届くわけではありません。どちらも光速で伝わるので(秒速30万キロメートルという猛烈な速さではありますが)、遠ければ遠いほど、届くまで時間がかかります。
전자파도 중력파도 출발한 순간에 우리들이 있는 곳으로 도달할 리는 없습니다. 어느 것이나 광속으로 전해지므로 (초속 30만킬로미터라는 맹렬한 빠르기입니다만), 멀면 멀수록 도달하는 데 시간이 걸립니다.
전자파도 중력파도 출발한 순간에 우리들이 있는 곳으로 도달할 리는 없습니다. 어느 것이나 광속으로 전해지므로 (초속 30만킬로미터라는 맹렬한 빠르기입니다만), 멀면 멀수록 도달하는 데 시간이 걸립니다.
そのため、私たちは遠くの天体の「現在」を見ることはできません。100万光年離れた星から届く光は、100万年前のものです(ちなみに太陽から地球までは光速で約8分かかるので、私たちが見ているのは8分前の太陽です)。したがって、遠くを見るほど「昔の宇宙」を見ていることになります。ならば、望遠鏡の性能を高めてどんどん遠くを見ていけば、やがて宇宙誕生の時代にたどり着くことになります。それは、いまから約138億年前であることがわかっています。
그렇기 때문에 우리들은 먼 천체의 ‘현재’를 볼 수가 없습니다. 100만광년 떨어진 별로부터 도달하는 빛은 100만년 전의 것입니다(아울러 태양에서 지구까지는 광속으로 약 8분이 걸리니까, 우리들이 보고 있는 것은 8분 전의 태양입니다.) 따라서, 멀리를 보면 볼수록 ‘옛날의 우주’를 보고 있는 것이 됩니다. 그렇다면, 망원경의 성능을 높여서 점점 멀리를 보아가면 결국 우주 탄생의 시대에 겨우 다다르게 됩니다. 그건 지금부터 약 138억년 전이었음을 알고 있습니다.
그렇기 때문에 우리들은 먼 천체의 ‘현재’를 볼 수가 없습니다. 100만광년 떨어진 별로부터 도달하는 빛은 100만년 전의 것입니다(아울러 태양에서 지구까지는 광속으로 약 8분이 걸리니까, 우리들이 보고 있는 것은 8분 전의 태양입니다.) 따라서, 멀리를 보면 볼수록 ‘옛날의 우주’를 보고 있는 것이 됩니다. 그렇다면, 망원경의 성능을 높여서 점점 멀리를 보아가면 결국 우주 탄생의 시대에 겨우 다다르게 됩니다. 그건 지금부터 약 138억년 전이었음을 알고 있습니다.
ところが、ある事情によって、宇宙誕生から38万年までの姿は直接光で見ることができません。その時代の宇宙は、光がまっすぐに飛ぶことができず、現在の地球にそのままでは届かないからです。
그러나, 어떤 사정에 의해 우주 탄생에서 38만년까지의 모습은 직접광으로 볼 수가 없습니다. 그 시대의 우주는 빛이 똑바로 날 수가 없어 현재의 지구에 그대로는 도달하지 않기 때문입니다.
그러나, 어떤 사정에 의해 우주 탄생에서 38만년까지의 모습은 직접광으로 볼 수가 없습니다. 그 시대의 우주는 빛이 똑바로 날 수가 없어 현재의 지구에 그대로는 도달하지 않기 때문입니다.
それに対して、重力波は宇宙誕生の瞬間からまっすぐに飛ぶことができました。そこが、光との大きな違いです。ですから、重力波望遠鏡の性能さえ上げれば、宇宙誕生の瞬間をキャッチできるに違いありません。それによって、私たちは自分たちの暮らす宇宙がどのようにして始まったのかを理解できる可能性があるのです。
그에 비해, 중력파는 우주 탄생의 순간에서 똑바로 날 수 있습니다. 그것이 빛과의 커다란 차이입니다. 그러므로 중력파망원경의 성능만 올리면, 우주 탄생의 순간을 캐치할 수 있음에 틀림없습니다. 그에 따라 우리들은 자신들이 사는 우주가 어떻게 해서 시작되었는지 이해할 수 있는 가능성이 있는 것입니다.
그에 비해, 중력파는 우주 탄생의 순간에서 똑바로 날 수 있습니다. 그것이 빛과의 커다란 차이입니다. 그러므로 중력파망원경의 성능만 올리면, 우주 탄생의 순간을 캐치할 수 있음에 틀림없습니다. 그에 따라 우리들은 자신들이 사는 우주가 어떻게 해서 시작되었는지 이해할 수 있는 가능성이 있는 것입니다.
重力によって空間が歪むと、どうして重力波が出るのでしょうか。
중력에 따라 공간이 구부러지면 어떻게 중력파가 나오는 걸까요?
중력에 따라 공간이 구부러지면 어떻게 중력파가 나오는 걸까요?
중력파란? 조수의 간만과 같은 공간의 왜곡이 광속으로 전해져 가는 파
質量を持つ物体があるとそのまわりの空間が潮汐的に歪みますが、それだけでは重力波は発生しません。この歪んだ空間のことを「重力場」といいます。リンゴをやわらかい座布団の上に置くと、座布団の表面がへこむようなものだと思えばいいでしょう。
질량을 가진 물체가 있다면 그 둘레의 공간이 조수의 간만처럼 구부러집니다만, 그것만으로는 중력파가 발생하지 않습니다. 그 굽은 공간을 ‘중력장’이라고 합니다. 사과를 부드러운 방석 위에 놓으면 방석의 표면 푹 들어가는 것처럼 생각하면 되겠죠.
질량을 가진 물체가 있다면 그 둘레의 공간이 조수의 간만처럼 구부러집니다만, 그것만으로는 중력파가 발생하지 않습니다. 그 굽은 공간을 ‘중력장’이라고 합니다. 사과를 부드러운 방석 위에 놓으면 방석의 표면 푹 들어가는 것처럼 생각하면 되겠죠.
座布団のリンゴを動かすとへこみ具合が変わるのと同じように、物体が動くと重力場の様子が変わります。しかしその重力場の変化は、物体の動きと同時に遠くまで伝わるわけではありません。これは、座布団よりも水面の波にたとえたほうがイメージしやすいかもしれません。水面に物体を浮かべると、そこに生じた歪みが「波」となって徐々に遠くまで伝わっていきます。
방석의 사과를 움직이면 푹 들어간 상황이 달라지는 것처럼, 물체가 움직이면 중력장의 모습이 바뀝니다. 그러나 그 중력장의 변화는 물체의 움직임과 동시에 멀리까지 전해질 리는 없습니다. 그건 방석보다도 수면의 물결을 예로 하는 편이 이미지화하기 쉬울지도 모르겠습니다. 수면의 물체를 띄우면 거기서 생겨난 구부러짐이 ‘물결’이 되어 서서히 멀리까지 전해져 갑니다.
방석의 사과를 움직이면 푹 들어간 상황이 달라지는 것처럼, 물체가 움직이면 중력장의 모습이 바뀝니다. 그러나 그 중력장의 변화는 물체의 움직임과 동시에 멀리까지 전해질 리는 없습니다. 그건 방석보다도 수면의 물결을 예로 하는 편이 이미지화하기 쉬울지도 모르겠습니다. 수면의 물체를 띄우면 거기서 생겨난 구부러짐이 ‘물결’이 되어 서서히 멀리까지 전해져 갑니다.
それと同じように、物体の動きによって空間の歪み方が変わると、それが徐々に波のように広がっていきます。図のように、空間が潮汐的な伸び縮みをくり返しながら、光速で伝わっていくのです。これが、重力波にほかなりません。
그것과 마찬가지로 물체의 움직임에 의해 공간의 구부러짐이 변하면, 그것이 서서히 물결처럼 퍼져갑니다. 그림처럼, 공간이 밀물과 썰물처럼 신축을 반복하면서 광속으로 전해져 오는 것입니다. 이것이 중력파에 다름이 아닙니다.
그것과 마찬가지로 물체의 움직임에 의해 공간의 구부러짐이 변하면, 그것이 서서히 물결처럼 퍼져갑니다. 그림처럼, 공간이 밀물과 썰물처럼 신축을 반복하면서 광속으로 전해져 오는 것입니다. 이것이 중력파에 다름이 아닙니다.
『重力波とは何か アインシュタインが奏でる宇宙からのメロディー』
‘중력파란 뭔가 – 아인슈타인이 연주하는 우주로부터의 멜로디’
‘중력파란 뭔가 – 아인슈타인이 연주하는 우주로부터의 멜로디’
重力と重力波の関係は、電磁気力と電磁波の関係とほぼ同じようなものです。電磁波の存在は、19世紀に電磁気学を確立した英国の理論物理学者ジェームズ・クラーク・マクスウェル(1831〜1879)によって予言されました。そのあたりも、アインシュタインが理論的に予言した重力波と似ています。ドイツの物理学者ハインリヒ・ヘルツ(1857〜1894)によってその電磁波が発見されたのは、1888年のことでした。
중력과 중력파의 관계는 전자기력과 전자파의 관계와 거의 같은 겁니다. 전자파의 존재는 19세기에 전자기학을 확립한 영국의 이론물리학자 제임스 클럭 맥스웰James Clerk Maxwell (1831~1879)에 의해 예언되었습니다. 그게 맞은 것도 아인슈타인이 이론적으로 예언한 중력파와 비슷합니다. 독일의 물리학자 하인리히 헤르츠 Heinrich Rudolf Hertz(1857~1894)에 의해 그 전자파가 발견된 것은 1888년의 일입니다.
중력과 중력파의 관계는 전자기력과 전자파의 관계와 거의 같은 겁니다. 전자파의 존재는 19세기에 전자기학을 확립한 영국의 이론물리학자 제임스 클럭 맥스웰James Clerk Maxwell (1831~1879)에 의해 예언되었습니다. 그게 맞은 것도 아인슈타인이 이론적으로 예언한 중력파와 비슷합니다. 독일의 물리학자 하인리히 헤르츠 Heinrich Rudolf Hertz(1857~1894)에 의해 그 전자파가 발견된 것은 1888년의 일입니다.
電磁波は、プラスやマイナスの電荷を持つ物質が動いたときに発生します。電荷を持つ物質が動くと、そのまわりにある電場に変化が生じ、それが徐々に遠くへ伝わっていく。それが光速で伝わることや、真空中でも伝わることなども、重力波と同じです。
전자파는 플러스나 마이너스의 전하를 가진 물질이 움직일 때에 발생합니다. 전하를 가진 물질이 움직이면, 그 주변에 있는 전장에 변화가 생기고 그것이 서서히 먼 곳에 전해져 갑니다. 그것이 광속으로 전해지는 것이나, 진공 속에서도 전해지는 것 등도 중력파와 같습니다.
전자파는 플러스나 마이너스의 전하를 가진 물질이 움직일 때에 발생합니다. 전하를 가진 물질이 움직이면, 그 주변에 있는 전장에 변화가 생기고 그것이 서서히 먼 곳에 전해져 갑니다. 그것이 광속으로 전해지는 것이나, 진공 속에서도 전해지는 것 등도 중력파와 같습니다.
ただし、重力波には電磁波とは異なる性質もいくつかあります。その中でもとくに重要なのは、重力波が「何でもすり抜ける」という点です。
그러나, 중력파에는 전자파와는 다른 성질이 몇 개 있습니다. 그 가운데서도 특히 중요한 것은 중력파가 ‘무엇이든 스쳐 지나칠 수 있다’라는 점입니다.
그러나, 중력파에는 전자파와는 다른 성질이 몇 개 있습니다. 그 가운데서도 특히 중요한 것은 중력파가 ‘무엇이든 스쳐 지나칠 수 있다’라는 점입니다.
約138億年前に誕生した宇宙には、およそ38万年間、電磁波(光)がまっすぐに飛べない時代がありました。それは、電磁波がほかの物質と相互作用を起こしやすいからです。
약 138억년 전에 탄생한 우주에는 약 38만년간 전자파(빛)이 똑바로 날 수 없는 시대가 있었습니다. 그건 전자파가 다른 물질과 상호작용을 일으키기 쉽기 때문입니다.
약 138억년 전에 탄생한 우주에는 약 38만년간 전자파(빛)이 똑바로 날 수 없는 시대가 있었습니다. 그건 전자파가 다른 물질과 상호작용을 일으키기 쉽기 때문입니다.
相互作用とは、簡単にいえば「ぶつかる」ということです。初期の宇宙には、電磁波の行く手を邪魔する物質が満ちあふれていました。そのため電磁波が散乱してまっすぐに進むことができず、その時代からは光が地球まで届かないのです。
상호작용이란 간단히 말하면 ‘부딪힌다’라는 겁니다. 초기의 우주에는 전자파가 나가는 쪽을 방해하는 물질이 가득 차고 넘쳐 있었습니다. 그렇기 때문에 전자파가 산란해서 똑바로 나갈 수가 없고 그 시대에서는 빛이 지구까지 도달하지 않는 겁니다.
상호작용이란 간단히 말하면 ‘부딪힌다’라는 겁니다. 초기의 우주에는 전자파가 나가는 쪽을 방해하는 물질이 가득 차고 넘쳐 있었습니다. 그렇기 때문에 전자파가 산란해서 똑바로 나갈 수가 없고 그 시대에서는 빛이 지구까지 도달하지 않는 겁니다.
しかし重力波はほかの物質とほとんど相互作用を起こしません。行く手に何かあってもそれをすり抜けてまっすぐに伝わります。だから、電磁波では見ることのできない時代の宇宙の様子を、重力波なら見ることができるのです。
그러나 중력파는 다른 물질과 거의 상호작용을 일으키지 않습니다. 나가는 쪽에 무엇이 있어도 그걸 스쳐 지나서 똑바로 전해집니다. 그러므로, 전자파로는 볼 수 없는 시대의 우주의 모습을 중력파라면 볼 수 있는 겁니다.
그러나 중력파는 다른 물질과 거의 상호작용을 일으키지 않습니다. 나가는 쪽에 무엇이 있어도 그걸 스쳐 지나서 똑바로 전해집니다. 그러므로, 전자파로는 볼 수 없는 시대의 우주의 모습을 중력파라면 볼 수 있는 겁니다.
일반적으로
과학기술분야에서 일본과의 격차가
가장 큰
분야가 항공과
우주라고 합니다. 라이너
바이스 박사가
일본 사람의
덕이었다고 칭찬을
한 일을
자랑처럼 기사(소개)를 시작했습니다만, ‘은하철도999’의
상상력이나 그보다
근 50년 전에
나와 그
애니메이션의 바탕이
된 미야자와
켄지宮沢賢治의
유작 ‘은하철도의 밤銀河鉄道の夜’도 이런 학문적
전통과 배경이
있었기에 어린이들도
이해할 수
있는 동화적인
작품을 쓸
수 있었겠죠?
이공계
교수님이라서 그런지
워낙 어려운
주제라서 일부러
그랬는지 쉬운
단어와 문장으로
글을 쉽게
써줬네요.
참 천문학의
한자는 원래
天文學이 아니라
天紋學이 아니었을까
합니다. 하늘의 ‘글’을
연구하는 게
아니라 하늘의
모양(무늬)을
연구하니까요.
그런데 아마도
글월 문文
자가 무늬
문紋자를
대체자로 쓰이기
때문에 쉬운
자로 바뀐
것이 아닐까요? [끝]




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